JPS6197098A - 飲料水製造方法 - Google Patents

飲料水製造方法

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JPS6197098A
JPS6197098A JP21862184A JP21862184A JPS6197098A JP S6197098 A JPS6197098 A JP S6197098A JP 21862184 A JP21862184 A JP 21862184A JP 21862184 A JP21862184 A JP 21862184A JP S6197098 A JPS6197098 A JP S6197098A
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JP
Japan
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water
fresh water
branched
filter
outlet
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JP21862184A
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English (en)
Inventor
Masahiro Matsubayashi
松林 正博
Naohiko Ugawa
直彦 鵜川
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸発法による海水の淡水化装置で生成した淡水
に硬度成分を添加して飲料水を得る方法に関する。
蒸発法海水淡水化装置で得られる淡水は蒸留水であるた
め各種のイオン及び溶存ガス類を殆んど含まず、カルシ
ウムやマグネシウムの硬度成分も殆んど無い。このため
上記淡水をそのまま汎用の送水設備を使用して送水した
場合には、送水設備に使用されている鋼管の腐食、コン
クリート材の溶出現象が起こり、送水設備の機能を損う
恐れがある。一方飲料水として使用した場合には前述理
由により無味であシ飲料水としての飲み味が悪いばかり
でなく心蔵病の原因となり得ることが指摘されている。
〔従来の技術〕
このため従来よシ例えば文献1 「Desalinat
lon。
39(1981)503−520」に紹介されているよ
うに硬度増加剤として生石灰、消石灰、石灰石、ドロマ
イト等が使用され、これらを淡水に溶解させる方法が行
なわれてきたが、このうち石灰石及び/又はドロマイト
を用いる場合、これ等を粒状にして充填したフィルター
(飲料水化装置では石灰石及び/又はドロマイトの充填
層を通常フィルターと呼称)にあらかじめ炭酸ガスを吹
き込んだ淡水を導き、カルシウムあるいはマグネシウム
を重炭酸塩として溶出させて水の硬度を増す方法が一般
的である。
炭酸ガス源としては、別途燃料を燃焼させて得た排ガ□
ス中の炭酸ガスを回収する方法、炭酸ガスボンベで搬入
する方法等が提案されているが中でも最近、淡水化装置
自体から発生する炭酸ガスを有効利用する方法が、経済
性の面からも魅力のあるものとして注目されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
一般に蒸発法による海水淡水化装置は大規模であシ、1
基あたシの淡水製造水量は2へ000〜!!5,000
)77日に達し、これが同一場所に数基から数十基建設
される。従って付帯設備である飲料水化装置で処理する
淡水量も莫大となシ、これにともなって飲料水化装置も
大型化し建設コストの増大と、敷地確保の問題が生じて
くる。
又、運転コストの面からは、フィルター通過後の水のp
H調整用として使用するアルカリ剤の占める割合が高い
。アルカリ剤としては水酸化ナトリウム又は炭iナトリ
ウム等が適用できるが、これらの入手困難な場所への飲
料水化装置の際には、アルカリ剤の確保が問題となる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記従来法の問題点を解決するために鋭意研究
の結果見い出されたもので、その骨子とするところは、
淡水化装置で生成した淡水の一部を分岐して 。
炭酸水としたのち、石灰石又は/及びドロマイトを充填
したフィルターを通過させて硬度成分を溶出後、分岐さ
れた残部の淡水と混合することを特徴とする飲料水製造
方法である。
詳しくは、蒸発法による海水の淡水化装置で生成した淡
水より飲料水を得る方法に於いて、(1)  淡水化装
置で生成した淡水の一部を分岐する第1の工程 【2)第1の工程で分岐−した淡水に該淡水化゛装置よ
シ発生する炭酸含有ガスを吹き込んで炭酸含有水とする
第2の工程 (3)第2の工程出口の炭酸含有水を石灰石及び/又は
ドロマイトの粒状物を充填したフィルターに通過せしめ
る第3の工程 (4)  第3の工程出口の水を第1の工程で分岐され
た残部の淡水と混合する第4の工程 (5)第4の工程出口の水にアルカリ剤を加えて製造水
のpH値を調驚する第5の工程 の各工程より構成されることを特徴とする飲料水製造方
法を提案するものである。
本発明方法の大きな長所は、淡水化装置で生成した淡水
を分岐して一部のみをフィルターに°゛導入処理するた
め、フィルター装置を小規模にできる点にある。
石灰石及び/又はドロマイトを充填したフィルター内を
炭酸含有水が通過すると下記(1)式及−び/又は(2
)式に従ってカルシウム及び/又はマグネシウムの硬度
成分が溶出してくる。
1:!acO3+ co=−)−a、o = ca(a
co3)、   (1)C!a11MF(00g)2+
2 (joz+2H207C!a(HCO3)2+MP
(Mol)3)冨r2)本発明者らは上記反応の速度を
詳細に実験検討したところ、フィルター出口水中の硬度
成分濃度(彎)は、フィルター中に水が滞留する時間が
一定であれば入口炭酸濃度(CO)にほぼ比例すること
を見い出した。
本発明はこの事実にもとプ′きなされたものであシ、以
下詳説する。
゛いま、淡水化装置で生成した淡水を1重量部と゛し、
このうち1重量部がフィルターを・(イパスする量とす
れば、第1の工程では(1=r)重量部が分岐され、第
2の工程で炭酸含有水とされた後筒3の工程でフィルタ
ーに導入される。
第3の工程出口水中には前述(1)及び/又は(2)式
に従って硬度成分が溶出してくるがこの際の硬度成分濃
度をILで  とする。af 濃度の硬度成分を持った
第5の工程出口の水(1−r)重量部が、バイパスされ
た1重量部の水と第4の工程で混合され1重量部となる
が、この際の硬度成分濃度をaとすれば、物質収支より
−とafの関係は次式で表わされる。
最終的に得られる飲料水の硬度成分を一定、すなわちa
を一定とした条件で、バイパスの有無とフィルターの大
きさの関係を説明すれば次のとおりである。
(タースト・・バイパス無の場合) r = 0とすれば(3)式よF) af=&  とな
シこれに対応してフィルター人口水中の炭酸濃度は(1
)及び/又は(2)式の反応に対応した炭酸濃度(CO
)・に調整される (ケース2・・・バイパス有の場合) 次に0.5重量部をバイパスする場合、すなわちr=α
5を仮定すれば〔3)式より af= 2 a                (4
)となシフイルター出口の硬度成分濃度はr = 0の
場合に比して2倍とする必要がある。これは、前述の実
験事実によれば、ケース1の場合と同じフィルター内の
水滞留時間を確保すれば、単にフィルター人口炭酸水濃
度を約2倍(2co )とすることのみで達成できるこ
とになる。
すなわちケース2の場合にはフィルターに導入される淡
水は、ケース1の場合の%となっていることから、フィ
ルター装置の大きさをケース1の場合のHとしてもケー
ス1と同じ滞留時間が確保でき、バイパスをとることに
より製造される飲料水の硬度を変えるととなくフィルタ
ー規模を縮少できることに表る。
次に第5工程で加えるアルカリ剤の消費量についてバイ
パスとの関係を説明する。
アルカリ剤としては水酸化ナトリウム又は炭酸ナトリウ
ムが使用でき、次式に示゛すようにフィルター出口水中
に僅かに存在する炭酸ガスを中和してpTi  を調整
する。
002+Na(IH「1iaHcO1(5)COH+N
ap 0os−)−a、 072 NaHCO2+6)
この際、本発明者らは中和後のpTl 値及び硬度成分
を一定とすればバイパス重量部rとアルカリ消費量の間
には次の関係があることを見い出している。すなわちr
が増大するほどアルカリ消費量は増大し、これに伴なっ
て飲料水化装置の運転コストが増大することを見い出し
た。
フィルターの装置規模縮少の点からは、前述のとおりr
を増大させることが好ましいが、アルカリ剤消費量削減
の点からはrを減少させる方が好ましい。そ・こて本発
明者らは、バイパス量がフィルター装置の規模とアルカ
リ消費量に与える上述の影響を勘案して本発明に至った
ものである。すなわち建設費の大部分を占めるフィルタ
ー建設費とユーテイリイテイ費用の大部分を占めるアル
カリ剤費用の総和が最も小さくなる経済性にすぐれた飲
料水製造方法を具体化する手段として、淡水化装置で生
成した淡水の一部を分岐してフィルターを通過させ再度
分岐された残部の淡水と混合する方法を骨子とする本発
明に至ったものである。
淡水の分岐量は、飲料水製造装置の建設場所、規模、ア
ル’h IJ剤の価格等から決定されるべきもので一部
には言えないが一般的にはrが125〜(L75の範囲
で最も経済的なポイントとなることが多いようである。
さらに、分岐した淡水にのみ炭酸含有ガスを吹き込んで
炭酸含有水とすればよく、この工程で必要とされる炭酸
ガス吸水装置の規模も小さくできる長所をも持つもので
ある。
次に本発明方法の実施態様を明らかにするため第1図に
もとプ′いて説明する。
第1図は本発明を海水の多段フラッシュ蒸発法から得ら
れる淡水の飲料化に適用した場合を示す。
海水の多段フラッシュ蒸発装置1よシ製造された淡水は
ラインaよシ抜き出されバイパス2インbとラインCに
分岐される。
次にラインCによって分岐された淡水は2インd及びラ
インθによりさらに分岐され、ラインdを通った淡水は
CO,吸収塔2に導入される。
CO,吸収塔2には多段フラッシュ蒸発装置1より抜き
だされ、コンプレッサー5にょシ昇圧され九〇〇、含有
ガスが、ライン1を通って導入される。
Co、吸収塔2内でCO,を吸収して炭酸水となった水
はラインfを通って抜き出され、coz吸収塔2をバイ
パスするラインeを通った淡水と混合後ラインgを通っ
てフィルター5に導入される。未吸収のCO,ガス及び
窒素、酸素等のガスはラインmを通って系外に排出され
る。CO。
吸収塔2としては充填塔あるいはラインミキサー等が適
当である。
第1図ではcog吸収塔2へは、ラインdにより分岐し
た一部の淡水を導入したが、これはCo、吸収塔2を小
型化するために効果がある。
但し操作圧力、C02+ガス濃度及び温度等の操作条件
によってはラインdによる淡水の分岐量を増減1−1場
合によってはバイパスラインeを省いた方が得策の場合
もある。次にラインgより送入された炭酸含有水はフィ
ルター5内を通過する間にフィルター内に充填された石
灰石及び/又はドロマイトの粒状物を溶解し硬度及び全
アルカリ度を増した後ラインhより抜き出され、ライン
)を流れる淡水と混合され、所定の硬度に調整後ライン
」を通って次のpH調整工程に送られる。
pH調整はアルカリ剤タンク4よりアルカリ剤溶液がラ
インコを通ってラインi内に注入され、pH調整が行な
われる。pH調整済みの飲料水はラインにより系外にと
り出される。
(実施例1) 次に本発明の作用効果を明らかにするため実施例を示す
海水の多段フラッシュ蒸発装置よシ製造された淡水と炭
酸ガス含有を分取し、第1図に示す態様の飲料水製造方
法により処理した。淡水分取量は400 t/hであシ
、そのうち200t/hを分岐してラインCにより炭酸
ガス吸収工程へ送入し、残シはバイパスライν)を流し
た。
吸収塔2としてはラシヒリング充てん塔を使用し、フィ
ルター3にはふるい径1mから41mまでの石灰石を充
填した。充填体積は201とした。
ラインによりとり出される最終処理後の飲料水の全硬度
が、炭酸カルシウム基準で60wq/lとなるようライ
ン1よシ吹き込むCO,ガス量を設定した。又、最終処
理後の飲料水のpHば&4とな慝ようアルカリ剤(カセ
イソーダ)の注入量を調整した。
上記条件下で2日間の連続運転を実施し、カセイソーダ
の消費量を測定したところ次の結果を得た。
カセイソーダの 消費量=69f (実施例2) 実施例1°と同一方法によυ以下の条件下で淡水を処理
した。
淡水分取量は実施例と同じ400 z/hであシそのう
ち1ooz/hを分岐してラインc I、Cよ少炭酸ガ
ス吸収工程へ送入し残りはバイパスラインbを流した。
フィルターには実施例1と同一の石灰石を10を充填し
た。その他の運転条件は実施例1と同一とし、2日間の
連続運転を実施してカセイソーダの消費量を測定したと
ころ次の結果を得た。
カセイソーダの 消費量=  125  f又、フィル
ター内の充填量を実施例と同じ20tとした場合にも上
記カセイソーダ消費量はほとんど変化しないことを確認
した。
(比較例) 第1図に示す態様のうちラインbを省略、すなわち本発
明の特徴である淡水の分岐工程を省略した場合について
実施例1と同一の400t/hを分取して全量を炭酸ガ
ス吸収工程へ送入して処理した。フィルターには実施例
1と同一の石灰石を401充填した。
その他は実施例1と同−条件下で2日間の連続運転を実
施し、カセイソーダの消費量を測定したところ次の結果
を得た。
カセイソーダの 消費量= 442 さらに本比較例に於いてフィルターに実施例1又は実施
例2と同一量の石灰石を充填し、他は2日間の連続運転
を行ない、それぞれカセイソーダの消費量を測定したと
ころ次の結果を得だ。
石灰石充填量     カセイソーダの消費量20t(
実施例1と同一)      126  Flot(実
施例2と同一)      520  ?上記実施例と
比較例によれば、分岐してバイパスする淡水量比(r)
を増大すればフィルターに充てんする石灰石量を減少で
きる反面、カセイソーダの消費量は増大することが判る
実施例と比較例をもとにフィルター建設費とカセイソー
ダ供給費用の総和すなわち運転コストの最低条件を試算
したところ多段フラッシュ蒸廃装置より製造された淡水
の約50チを分岐し飲料水化処理する条件であることが
判明し本発明の適用により経済性にすぐれた飲料水化方
法が提案できることが確認された。
〔本発明の効果〕
本発明は、以上詳記したように1蒸発法による海水の淡
水化装置で生成した淡水の一部を分岐し、この分岐した
淡水を炭酸水とし、次いで硬度成分を添加した後、分岐
された残部の淡水と混合して飲料水とする方法であるか
ら、分岐しない従来の手段に比して、硬度成分を溶出添
加させるためのフィルタ装置の規模を縮少することがで
きると共に製造水のpH値調整用アルカリ剤の消費量を
削減できる効果が生ずるものである。また、本発明では
炭酸水とするための炭酸源として蒸発法による海水の淡
水化装置よシ発生する炭酸含有ガスを有効に活用するも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例フローシートを示す。 1・・・多段フラッシュ蒸発装置 2・・・CO2吸収塔 5・・・フィルター 4・・・アルカリ剤タンク 5・・・コンプレッサー 復代理人  内 1)  明 復代理人  萩 原 亮 −

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 蒸発法による海水の淡水化装置で生成した淡水より飲料
    水を得る方法に於いて (1)淡水化装置で生成した淡水の一部を分岐する第1
    の工程 (2)第1の工程で分岐した淡水に該淡水化装置より発
    生する炭酸含有ガスを吹き込んで炭酸含有水とする第2
    の工程 (3)第2の工程出口の炭酸含有水を石灰石及び/又は
    ドロマイトの粒状物を充填したフィルターに通過せしめ
    る第3の工程 (4)第3の工程出口の水を第1の工程で分岐された残
    部の淡水と混合する第4の工程 (5)第4の工程出口の水にアルカリ剤を加えて製造水
    のpH値を調整する第5の工程 の各工程より構成されることを特徴とする飲料水製造方
    法。
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Cited By (5)

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